[发明专利]一种基于基态的动态修正扩展模型的宗地时空数据存储方法

说明书

技术领域

本发明涉及GIS(地理信息系统)的时空数据存储技术领域，尤其涉及一种基于基态的动态修正扩展模型的宗地时空数据存储方法。也适用于其他需要记录演变历史的地理空间实体的存储。

背景技术

(1)时空数据模型

时空数据模型是建立具有时态特征的地理信息应用系统的及其重要的基础。一个实际的时态GIS应用系统，往往需要能够同时处理属性数据、空间数据和时变状态下的空间和属性关系，以及时空变化的过程和趋势。

基态修正模型(base state with amendment)与连续快照模型相对应，它是为了避免连续快照模型将每张未发生变化部分的快照特征重复进行记录，按事先设定的时间间隔采样，只储存某个时间(时刻)的数据状态(称基态，basestate)和相对于基态的变化量(amendment)。

对基态的选择理论上没有特别的限制，但不同的基态选择对查询效率会产生较大的影响。一般从操作速度考虑，选择检索频率最高的状态作为基态。而系统的当前状态往往作为变更的最新结果。

典型的基态修正模型可以分为以下几类：

全历史状态修正：将每个历史状态分别与基态进行比较以得到对基态的修正，这是最基本的一种。当系统数据库更新一次，所有历史状态也必须随着同时进行更新才能获得各状态与基态的差文件，如图2所示。当历史变化过程延续远久、时空状态繁杂时，采用这种模式进行时空数据库组织是十分困难的。

逐级状态修正：对全历史状态修正模式进行了改进，如图3所示，其特点是历史上的任一状态都是由前一次的修正后得到的。也就是说，可以从当前基态一步一步地经差文件向后回溯，再现任意指定历史时刻(时间)的时空关系和时空过程。这一方式改变了全历史状态修正历史远久的差文件计算量，但管理差文件本身的任务仍然繁重；并且由于是逐渐回溯，进行历史检索的效率很低。

直接K点状态修正：对逐级状态修正方式进行了改进，如图4所示，其方法是在一些重要的历史巨变(key point)或者时变特点的状态时刻(时间)与当前基态直接进行类似全历史状态修正的差文件修正，加快了历史回退的效率。

间接K点状态修正：根据逐级状态修正的基本思路，对直接K点状态修正进行变换，如图5所示，得到一个新的间接K点状态修正方式。该方法与直接K点状态修正并无优劣之分，关键取决于查询的时态点的位置和与当前基态点、K点以及历史久远的程度等多种因素。例如：对于t₀时刻的历史时空关系的查询和恢复，直接K点状态修正具有明显的优势，因为只需经一个差文件运算就能得到结果；而对于t₁时刻，间接K点状态修正则明显会更有利一些，但需要维护更多的差文件。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种基于基态的动态修正扩展模型的宗地时空数据存储方法。

基于基态的动态修正扩展模型的宗地时空数据存储方法包括如下步骤：

1)基于基态的动态修正扩展模型，创建现势库、过程库和历史库；

2)使用地理系统商业软件的图形操作工具变更现势库中的地理空间实体，在过程库中产生新的变更后地理空间实体数据；

3)变更过程中，记录现势库中的地理空间实体数据和过程库中的新的变更后地理空间实体数据之间的关联关系，创建时态核心关联索引；

4)根据步骤3)产生的时态核心关联索引，将现势库中的被变更的地理空间实体数据提交入历史库，将步骤2)产生的新的变更后地理空间实体数据提交入现势库；

5)当历史库中的数据记录到超过最大有效查询阈值时，根据最佳查询值，创建变粒度索引因子；

6)根据步骤5)产生的变粒度索引因子，创建基态修正区段快速索引；

7)根据步骤6)产生的基态修正区段快速索引，进行历史回溯、历史恢复和区域历史再现。

步骤1)中所述的现势库是针对当前状态而创建的，用于存储现势时空数据；所述的历史库是针对历史状态而创建的，用于存储历史时空数据；所述的过程库是针对过程演变的进行时态而创建的，用于记录、表达变化过程；其创建方法：以人机交互的方式获得用户指定的现势库名称，该名称必须惟一；自动生成与该现势库对应的历史库名称和过程库名称；以地理信息系统空间数据库引擎为基础，使用地理信息系统商业软件提供的创建图层集的方法，创建现势库、历史库和过程库；自动获得现势库下图层的名称和属性字段，同样使用现势库图层名构造历史库下图层名称和过程库下图层名称；再使用地理信息系统商业软件提供的创建图层方法在对应的库下分别创建图层。